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装配式建筑对暖通空调设计及施工的影响探究李俊杰

发表时间：2021/6/15 来源：《基层建设》2021年第6期作者：李俊杰

[导读] 摘要：暖通空调的能耗一直比较高，不利于环境保护。

        山东晟泰新能控股有限公司山东济南 250000
        摘要：暖通空调的能耗一直比较高，不利于环境保护。社会的发展和科学技术的进步促使我国装配式建筑行业取得了较大的进步，装配式建筑的出现提高了施工效率，可降低施工带来的环境污染和能源消耗问题。为满足人们对装配式建筑更多功能方面的需求，文章对暖通空调设计及施工的影响进行探究，提高对装配式建筑设计施工的重视程度，确保每一个分项目均符合装配式建筑施工的要求。
        关键词：装配式建筑；暖通空调设计；施工影响
        引言
        暖通空调系统是集采暖、通风、空气调节三大功能为一体的系统装置，其可以调控室内温湿度，让室内环境变得更加舒适宜人，为人们的学习、工作和生活营造良好环境，从而深受广大社会公众的青睐。然而从暖通空调系统设计和应用现状来看仍然存在一些不足之处，导致系统运行时能量损耗居高不下，智能化水平较低，难以体现出暖通空调系统的优势所在。为了打破这一局面，需要智能装配式建筑暖通空调系统的设计人员能够基于装配式建筑、结构和实际需求出发，对暖通空调系统的控制策略、控制权限、控制网络等实施全面优化，争取实现对各个分项的精准控制，最大程度地利用好自然资源，适时地调节温湿度和送风量，暖通空调系统将能够切实满足智能装配式建筑运行需求。
        1装配式建筑概述
        装配式建筑是指采用装配式建筑预制构件进行现场安装施工的装配式建筑，由于可重复拆卸和安装工程所需材料，装配式建筑材料使用效率较高，可为工程节约成本，避免了装配式建筑垃圾对环境造成的污染。随着科学技术的发展、人们环保意识的增强，预制装配式建筑在现代装配式建筑行业发展中已较为普遍，且将成为未来装配式建筑主要发展方向之一，房屋装配式建筑施工进行大规模机械化生产，增加了装配式建筑外观的多元性和个性化。装配式建筑具有构件预制、结构功能齐全、施工效率高、施工要求精确度高的特点。装配式建筑构件是在工厂预制而成的，同时利用了混凝土材料的兼容性使预制产品更加多元化，提升了施工效率和质量。其次，装配式建筑将材料和防水、保温、抗辐射等功能结为一体，由于全部构件在工厂浇筑完成，不受施工现场影响，前期预制和存放已去除了有害物质，降低了现场施工污染。此外，装配式建筑施工将预制构件生产、养护、存储、运输和吊装等放在一起进行，减少了施工操作面的步骤，提高了施工的效率。装配式施工对测量放线、孔位预留等提出了更高的要求，若出现细微的差错会导致整个装配式建筑出现问题，须合理安排各项施工要素，使各分项目设计施工符合装配式建筑设计施工的要求。
        2装配式建筑对暖通空调设计及施工的影响
        2.1设计原则
        商业综合体暖通空调系统设计是否合理，不仅关系着装配式建筑空间内的环境舒适度，而且对商业装配式建筑整体能耗大小与运行成本有很大的影响。暖通空调设计是一项技术性很强的工作，设计人员必须找到舒适性和节能降耗之间的平衡点，不应追求片面效果而造成浪费，也不应为了达到节能减排目标而降低应用舒适度。空调能耗主要由装配式建筑冷、热负荷决定，而冷、热负荷又受到室外环境参数及空调设计参数的影响，因此，在设计中，必须考虑适当的散热设备、新风量及照明设施等优化。此外，要想将舒适度和节能相结合，形成统一的整体，在设计时不仅要将装配式建筑结构考虑进去，而且应掌握当地的天气变化和气候变化特征，建设环境设计参数，并使用新型设备元件，合理使用新型能源，以此设计出合理的暖通空调系统。

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        2.2优化控制策略
        对于智能装配式建筑暖通空调系统运用PID控制方式会获得较好效果，所用的控制装置为DDC控制器，只需要选择合适的PID参数，就能够实现对暖通空调系统的有力控制和管理。有些设计人员习惯于将PID参数设置得较高，认为这样系统会快速达到设定温度，殊不知自己已经陷入误区之中，PID参数的选取应格外慎重，数值过大或过小都会导致暖通空调系统运行不稳，室内温度反复变化，所以需要根据智能装配式建筑的实际情况确定PID参数。对于热惯性较大的智能装配式建筑，需要采用双级控制模式，将温度传感器分别放置在室内和空调的送风管中，一个控制室温，一个控制水阀，控制方式更加灵活，可以大大缩短暖通空调系统的响应时间。
        2.3暖通空调系统节能优化
        节能优化是暖通空调系统暖通空调系统优化的重要方向，智能装配式建筑设计阶段要加强实地勘察，综合分析地质因素和大气环流因素等的影响，科学合理布局，优化装配式建筑的结构设计，增强自身的保温性能，减少能源消耗。采取节能优化措施如下。一是空调水系统，使用一次泵变流量系统，循环泵根据负荷变化自动变频变流量运行；二是空调风系统，做好排风以及热回收功能等的设计，高层装配式建筑运用分层式空调系统；三是空调末端系统，采用变流量运行，系统送风端设置温控装置，进行送风量和空气温度参数的优化调节，做好流量控制；四是推广应用可再生能源，应用主动式太阳能收集设施，加热管道内部的水，实现室内循环供热，达到节能目的。
        2.4选择空调系统形式
        目前，装配式建筑工程中常用的空调系统包括全空气空调系统、空气—水空调系统等形式。全空气空调系统以普通的低速单风管系统为代表，主要采用一次回风或二次回风方式，室内热湿负荷全部由空调系统处理过的空气来负担，空气比热、密度小，需空气量多，风管断面大，输送耗能大。空气—水空调系统采用风机盘管与新风相结合的系统、诱导空调系统，由处理过的空气和水共同负担室内热湿负荷，耗能相对较小。若装配式建筑工程冷负荷密度大、潜热负荷大、室内热湿比小，或装配式建筑工程内部空间较大，可采用全空气空调系统。若装配式建筑工程内有多个房间（或区域），各个房间（或区域）的负荷不一致，各个房间（或区域）对制冷的要求各不相同，可采用空气—水空调系统。
        2.5采暖系统设计
        进行采暖系统设计时，需要计算装配式建筑围护结构内表面换热系数、围护结构外表面换热系数、围护结构各层材料厚度、围护结构各层材料导热系数、材料导热系数修正系数、封闭空气间层的热阻值。不同材料、不同构造的围护结构材料的导热系数修正系数有所差异，因此，须注意其差异带来的影响。若围护结构为实心墙体，材料为矿渣混凝土、炉渣混凝土、浮石混凝土、粉煤灰陶粒混凝土、加气混凝土，导热系数修正系数一般为1.15。若材料为多孔保温材料，如加气混凝土、水泥膨胀珍珠岩、泡沫混凝土，且材料作为夹心层浇筑在混凝土墙体、屋面构件中，导热系数修正系数一般为1.6。若材料为多孔保温材料，如泡沫混凝土、水泥膨胀珍珠岩、加气混凝土、石灰炉渣等，且材料铺设在密闭屋面中，导热系数修正系数一般为1.2。计算封闭空气间层的热阻值时，需要详细研究封闭空气间层的厚度及热流的具体方向。
        结语
        在暖通空调系统设计中应突出节能环保的理念，应注重设计的安全性、经济性和环保性。在未来，装配式建筑将成为主要发展方向，暖通空调系统是装配式建筑设计施工中的核心工作，未来暖通空调的设计应考虑其功能和使用效果，与装配式建筑联合开发和应用，选择经济环保性均较好的设计施工方案，以降低能源消耗、提高空调运行的效率，为装配式建筑的可持续发展提供动力。
        参考文献：
        [1]唐娟.暖通空调系统在装配式建筑空调节能设计中的应用[J].工程建设与设计，2020（2）：35-36.
        [2]马蕊.装配式建筑对暖通空调设计及施工影响分析[J].工程建设与设计，2020（19）：10-11，19.